CN110371047A - 一种纯电动汽车整车电气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯电动汽车整车电气系统，包括仪表显示模块、整车控制器、电机控制器、电池控制器、其它电控系统和故障诊断系统，所述仪表显示模块通过动力CAN总线分别与整车控制器、电机控制器、电池控制器、其它电控系统连接，所述整车控制器通过诊断CAN总线和故障诊断系统连接。本发明使用了低成本的塑料光纤和双绞导线，相比于全车CAN总线的纯电动汽车整车电气系统传输速率提高，且成本降低。
Description
技术领域
本发明属于纯电动汽车技术领域，涉及一种纯电动汽车整车电气系统，具体地说，涉及一种基于CAN与MOST技术融合的纯电动汽车整车电气系统。
背景技术
随着传统燃油汽车排放所造成的空气质量日益恶化和石油资源的渐趋匮乏的严峻形势，开发低排放、低油耗的新能源汽车成为当今汽车工业的紧迫任务。纯电动车去掉了发动机，直接采用电机驱动，在保证车辆动力性能的同时，减少了燃油消耗和尾气的排放。因此，纯电动汽车作为国家新能源汽车战略的重要部分，得到了大力的扶持与长足的发展。
同时，随着现代汽车技术的快速发展，汽车电子设备不断增加，传统的接线方式已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求，汽车控制局域网CAN 总线技术应运而生。目前，它已经广泛应用于汽车电子控制系统中，也是唯一一个成为国际标准的汽车局域网技术。
目前，几乎所有的纯电动汽车采用全车基于CAN网络的整车电气控制系统，其原理如图1。其整车架构如图2所示。
该系统中，整车控制器、电机控制器、电池控制器、仪表显示模块都通过 CAN线连接在动力CAN总线上，完成它们之间的通信，一方面仪表显示模块得到车辆运行的信息并完成显示，另一方面整车控制器通过接收电池控制器、电机控制器的信息，得到动力电池组和驱动电机的运行状态，结合油门踏板、制动踏板、档位开关等信息，决定整车的运行模式。整车控制器还可以通过自身另一路CAN接口连接到车辆的诊断接口上，以便与诊断设备相连接，完成对车辆的监控和诊断。其中，整车控制器通过对当前车辆功率的需求和动力电池当前的状态计算并控制电机输出功率，实现比普通燃油汽车的经济性和低排放等目标。
随着汽车舒适系统和影音系统，如：车载DVD、车载电话、GPS导航等装置的应用普及，CAN总线的传输能力已经无法满足需求。动力CAN总线的传输速率一般为500kbps，最高可达1Mbps，无法满足传输速率的要求。同时，以双绞线作为传输介质，远远没有采用塑料光纤的成本低廉。此外，CAN总线采取的网络拓扑结构，拓展性也不是很好。
众所周知，随着智能网联技术的不断发展，汽车上的舒适系统、影音娱乐系统越来越多，因而必须采用先进的车载通信技术保证其工作需求。传统的采用全车CAN网络技术的纯电控汽车电气控制系统架构无法满足越来越高的汽车的舒适性与娱乐性要求，因此，必须对其进行改革以保证纯电动汽车的性能提升。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的纯电动汽车影音娱乐系统拓展性差、系统功能较少的问题和缺陷，提供一种纯电动汽车整车电气系统。从而解决纯电动汽车舒适性、便利性系统发展的需求。
其技术方案如下：
一种纯电动汽车整车电气系统，包括仪表显示模块、整车控制器、电机控制器、电池控制器、其它电控系统和故障诊断系统，所述仪表显示模块通过动力CAN总线分别与整车控制器、电机控制器、电池控制器、其它电控系统连接，所述整车控制器通过诊断CAN总线和故障诊断系统连接。
进一步，仪表显示模块与整车控制器之间通过双绞线进行连接，利用CAN 总线进行信息传递通信。基于MOST技术的纯电动汽车影音娱乐系统采用环形网络拓扑结构，各个电控单元以塑料光线作为传输介质。其中，仪表显示模块作为影音娱乐系统的主控单元和网关，完成MOST与CAN技术的转换后，以 CAN总线完成与整车控制器的信息交换传输。
进一步，所述仪表显示模块内部包括光纤发射接受单元、MOST发射机、微处理器(MPU)、内部电源、特殊设备部件和电气插接器。
进一步，所述仪表显示模块对外连接有两处：一处是通过塑料光纤接入纯电动汽车的影音娱乐系统；另一处是通过电气导线接入纯电动的电气系统和动力CAN总线系统。
本发明的有益效果：
本发明采用CAN+MOST的纯电动汽车整车电气系统，使用了低成本的塑料光纤和双绞导线，相比于全车CAN总线的纯电动汽车整车电气系统传输速率提高，且成本降低。
附图说明
图1为本发明纯电动汽车整车电气系统的结构示意图。
图2是纯电动汽车整车电气控制系统架构；
图3是整车CAN网络结构图；
图4是整车控制器VCU信号接口；
图5基于MOST技术的纯电动汽车影音娱乐系统网络拓扑结构，其中， R-发光二极管；T-光电二极管；
图6仪表显示模块内部结构原理；
图7塑料光缆的结构，其中，1-塑料光纤芯；2-外壳；3-包装层；
图8光纤传输的原理，其中，4-发送控制单元；5-发光二极管；6-塑料光缆； 7-光电二极管；8-接收控制电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
本发明所述整车电气系统控制装置包括以下部件：整车控制器、电机控制器、电池控制器、故障诊断接口、其他电控系统和仪表显示模块，如图3。整车控制器的信号接口如图4所示。上述部分采取CAN总线连接。
本发明基于CAN+MOST总线技术，对仪表显示模块的结构、功能进行了改变。仪表显示模块除了作为CAN网络的节点之外，还作为CAN网络与MOST 网络的网关，同时管理纯电动汽车车载影音娱乐系统的主控单元。纯电动汽车的影音娱乐系统网络结构如图5所示。
图5中，仪表显示模块与整车控制器之间通过双绞线进行连接，利用CAN 总线进行信息传递通信。基于MOST技术的纯电动汽车影音娱乐系统采用环形网络拓扑结构，各个电控单元以塑料光线作为传输介质。其中，仪表显示模块作为影音娱乐系统的主控单元和网关，完成MOST与CAN技术的转换后，以CAN总线完成与整车控制器的信息交换传输。仪表显示模块的内部结构如图6 所示。
仪表显示模块内部包括光纤发射接受单元、MOST发射机、微处理器 (MPU)、内部电源、特殊设备部件和电气插接器。仪表显示模块对外连接有两处：一处是通过塑料光纤接入纯电动汽车的影音娱乐系统；另一处是通过电气导线接入纯电动的电气系统和动力CAN总线系统。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种纯电动汽车整车电气系统，其特征在于：包括仪表显示模块、整车控制器、电机控制器、电池控制器、其它电控系统和故障诊断系统，所述仪表显示模块通过动力CAN总线分别与整车控制器、电机控制器、电池控制器、其它电控系统连接，所述整车控制器通过诊断CAN总线和故障诊断系统连接。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车整车电气系统，其特征在于：仪表显示模块与整车控制器之间通过双绞线进行连接，利用CAN总线进行信息传递通信，基于MOST技术的纯电动汽车影音娱乐系统采用环形网络拓扑结构，各个电控单元以塑料光线作为传输介质；其中，仪表显示模块作为影音娱乐系统的主控单元和网关，完成MOST与CAN技术的转换后，以CAN总线完成与整车控制器的信息交换传输。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车整车电气系统，其特征在于：所述仪表显示模块内部包括光纤发射接受单元、MOST发射机、微处理器MPU、内部电源、特殊设备部件和电气插接器。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车整车电气系统，其特征在于：所述仪表显示模块对外连接有两处：一处是通过塑料光纤接入纯电动汽车的影音娱乐系统；另一处是通过电气导线接入纯电动的电气系统和动力CAN总线系统。
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